高三二輪復(fù)習(xí) 專題11工藝流程題 （講）原卷版

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1、專題11 工藝流程題 【考情探究】 化學(xué)工藝流程題是將化工生產(chǎn)中的生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來，并根據(jù)生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識步步 設(shè)問，是無機框圖的創(chuàng)新。它以現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，與化工生產(chǎn)成本、產(chǎn)品提純、環(huán)境保護等相融合，考查 物質(zhì)的制備、檢驗、分離或提純等基本實驗原理在化工生產(chǎn)中的實際應(yīng)用，具有較強的實用性和綜合性，是近 幾年高考化學(xué)試題的常考題型。化工流程型實驗題通常以元素化合物知識為依托，以反應(yīng)原理、實驗操作為考 查重點。重視實驗技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，意在引導(dǎo)考生關(guān)注化學(xué)的真實性和應(yīng)用性，體現(xiàn)了能力立意和化 學(xué)知識的應(yīng)用，是今后高考命題的方向和熱點，綜合性強，但難度不大，

2、能夠很好地考查學(xué)生分析、解決問題 的能力，培養(yǎng)實驗技能。 【高頻考點】 高頻考點一 陌生方程式的書寫 首先根據(jù)題給材料中的信息寫出部分反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，再根據(jù)反應(yīng)前后元素化合價有無變化判斷 反應(yīng)類型： ① 元素化合價無變化則為非氧化還原反應(yīng)，遵循質(zhì)量守恒定律。 ② 元素化合價有變化則為氧化還原反應(yīng)，除遵循質(zhì)量守恒外，還要遵循得失電子守恒規(guī)律。最后根據(jù)題目 要求寫出化學(xué)方程式或離子方程式（需要遵循電荷守恒規(guī)律）即可。 高頻考點二操作及原因 常見的操作 思考角度 表面處理 用水洗除去表面可溶性雜質(zhì)，金屬晶體可用機械法（打磨）加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充 分或化學(xué)法除去

3、表面氧化物、提高光潔度等 加氧化劑 氧化某物質(zhì)，生成目標(biāo)產(chǎn)物或除去某些離子 分離、提純 過濾、蒸發(fā)、萃取、分液、蒸餡等常規(guī)操作 從溶液中得到晶體的方法：蒸發(fā)濃縮一冷卻結(jié)晶一過濾一洗滌、干燥 2. PH的控制 術(shù)語 功能 控制溶 液的PH (1)目的：調(diào)節(jié)pH值實質(zhì)上是利用沉淀溶解平衡把某些離子轉(zhuǎn)化成沉淀。(2)原則：不 管是調(diào)高'還是調(diào)低，原則都是加過量的除雜劑而不引進新的雜質(zhì)，這里分兩種情況① 如果要得到濾液，可加固體沉淀劑消耗H+或0H一,如除去含Ci?+溶液中混有的Fe3+, 可通過加入CuO、Cu(OH)2、Cu(OH)2CO3等；②要得到濾渣，則需加入

4、堿性溶液，如 氨水或氫氧化鈉溶液。調(diào)低PH值的原則與調(diào)高PH的原則相同。⑶題目呈現(xiàn)方式：題 中通常會以表格數(shù)據(jù)形式，或“已知信息”給出需求的“適宜PH范圍”的信息;⑷解題步 驟：①判斷溶液呈酸(或堿)性;②判斷調(diào)高還是調(diào)低；③選擇合適的調(diào)節(jié)劑。 3.體系 環(huán)境氛 圍及其 它條件 的控制 術(shù)語 功能  酸性、 堿性或 某種 環(huán)境 氛圍 ①蒸發(fā)或結(jié)晶時，加入相應(yīng)的酸或堿，以抑制某些鹽的水解；②需要在酸性氣流中干燥 FeCh、AICI3、MgC12等含水晶體，以防止水解。如從海水中提取鎂，從MgCh的溶液 里結(jié)晶析出的是氯化鎂結(jié)晶水合物，電解熔化氯化鎂才能

5、制得金屬鎂，要去除氯化鎂晶 體中的結(jié)晶水"需要在氯化氫氣流中加熱，否則燃燒所得的最后固體不是MgCh,而是熔 點更高的MgO,具有相似情況的還有FeCL、AlCb等；③營造還原性氛圍：加熱煮沸酸 液后再冷卻，其目的是排除酸溶液中的氧氣，如用廢鐵制備綠磯晶體，需要把硫酸加熱 煮沸后再加入，同時還不能加入過量，防止Fe2+被氧化；④營造氧化性氛圍：加入氧化 劑進行氧化，如加入綠色氧化劑H2O2將Fe2+氧化轉(zhuǎn)化為Fe3+。 例2、(2020.新課標(biāo)III)某油脂廠廢棄的油脂加氫鐐催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物，還有少量 其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的竦制備

6、硫酸鐐晶體(NiSO4-7H2O)： 疏酸鐐晶體 廢鐐催化劑 濾渣③ 濾渣② 濾液① NaOH溶液 稀H2SO4 H2O2溶液NaOH溶液 溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示: 金屬離子 Ni2+ A13+ Fe3+ Fe2+ 開始沉淀時(c=0.01 mol L-1)的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全時(c=1.0x1(T5 mol LT)的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列問題: O為回收金屬，用稀硫酸 (1) “堿浸”中NaOH的兩個作用分別是 將“濾液①”調(diào)為中性，生成沉淀

7、。寫出該反應(yīng)的離子方程式 O (2) “濾液②”中含有的金屬離子是 o (3) “轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是 o若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”，即 NaOH溶液HJ)2溶液 濾液③ 濾渣③ “濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為 O (4) 利用上述表格數(shù)據(jù)，計算Ni(OH)2的Ksp= (列出計算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃 度為1.0 mobL-1,貝此調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是 o (5) 硫酸竦在強堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作鐐鎘電池正極材料的NiOOHo寫出該反應(yīng)的離子 方程式 O (6) 將分離出硫酸鐐晶體后的母液收集、循環(huán)使用，其意

8、義是 o 【方法技巧】近幾年高考化學(xué)工藝流程題屬于熱點體系。工藝流程題，顧名思議，就是將化工生產(chǎn)過程中 的主要生產(chǎn)階段與生產(chǎn)流程中有關(guān)的化學(xué)知識緊密聯(lián)系起來。該類試題的答題關(guān)鍵是要明確實驗?zāi)康模斫庋b 置的作用以及工藝流程的原理，吸收題目新信息并且能加以靈活運用，在高考中就一定會大獲全勝。化學(xué)工藝 流程常涉及的化學(xué)反應(yīng)原理有：⑴沉淀溶解平衡的相關(guān)應(yīng)用：①沉淀的最小濃度控制；②沉淀轉(zhuǎn)化的條件。⑵ 反應(yīng)速率及化學(xué)平衡理論在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用：①反應(yīng)速率控制；②化學(xué)平衡移動；③化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用； ④反應(yīng)條件的控制。⑶氧化還原反應(yīng)的具體應(yīng)用：①強弱規(guī)律；②守恒規(guī)律；③選擇規(guī)律。⑷鹽類水解的

9、具體 應(yīng)用：①水解規(guī)律；②水解反應(yīng)的控制(抑制或促進)。 【變式探究】.[2019-新課標(biāo)II]立德粉ZnS?BaSO4 (也稱鋅根白)，是一種常用白色顏料。回答下列問 (1) 利用焰色反應(yīng)的原理既可制作五彩繽紛的節(jié)日煙花，亦可定性鑒別某些金屬鹽。灼燒立德粉樣品 時，鑰的焰色為 (填標(biāo)號)。 A. 黃色 B.紅色 C.紫色 D.綠色 (2) 以重晶石(BaSCU)為原料，可按如下工藝生產(chǎn)立德粉: IK 還原料f匡即It*器*氣普 1200°C 硫酸鋅 ①在回轉(zhuǎn)爐中重晶石被過量焦炭還原為可溶性硫化鑰，該過程的化學(xué)方程式為 O 回轉(zhuǎn)爐尾氣中含有有毒氣體，生產(chǎn)上可通過水蒸

10、氣變換反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為C02和一種清潔能源氣體，該反應(yīng)的化 學(xué)方程式為 O ② 在潮濕空氣中長期放置的“還原料”，會逸出臭雞蛋氣味的氣體，且水溶性變差。其原因是“還原料”表面 生成了難溶于水的 （填化學(xué)式）。 ③ 沉淀器中反應(yīng)的離子方程式為 O （3）成品中S2-的含量可以用“碘量法”測得。稱取mg樣品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL0.1000 mol?LT的I2-KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密閉，置暗處反應(yīng)5 min,有單質(zhì)硫析出。以淀粉為指示劑， 過量的【2用0.1000 mol?L-】Na2S2O3溶液滴定，反應(yīng)式為I2+2S2Oj-=2r+S4O；-o測定時消耗N

11、a2S2O3溶液體 積VmLo終點顏色變化為 ，樣品中S2-的含量為 （寫出表達式）。 題型三化學(xué)工藝流程與物質(zhì)提純 物質(zhì)提純類化工流程題以物質(zhì)的分離、提純?yōu)榛A(chǔ)，涉及蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶、蒸偏、莘取、 分液、重結(jié)晶、洗滌、干燥等基本操作，突出考查化學(xué)實驗基本方法在物質(zhì)分離、提純中的作用。 1.物質(zhì)分離的常用方法 看目的 選方法 分離難溶物質(zhì)和易溶物，根據(jù)特殊需要采用趁熱過濾或者抽濾等方法 過濾 （熱濾或抽濾） 利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提純分離物質(zhì)，如用 CC14或苯萃取漠水中的漠 萃取和分液 提純?nèi)芙舛入S溫度變化不大的溶質(zhì)，如NaCl 蒸

12、發(fā)結(jié)晶 提純?nèi)芙舛入S溫度變化較大的溶質(zhì)，易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物。如 冷卻結(jié)晶  KNO3、FeCb、C11CI2、CuSO4-5H2O> FeSO4-7H20 等 分離沸點不同且互溶的液體混合物，如分離乙醇和甘油 蒸餡與分餡 利用氣體易液化的特點分離氣體，如合成氨工業(yè)采用冷卻法分離氨氣 與氮氣、氫氣 冷卻法 2.獲得產(chǎn)品階段的主要操作 洗滌（冰水、 熱水、有機 溶劑） 水洗：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子（適用于溶解度小的物質(zhì)） 冰水洗滌:洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗滌過程中的溶解損耗（適 用于高溫溶解度大、低溫溶解度小的物質(zhì)） 醇洗（常用于

13、溶解度較大的物質(zhì)）：洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，并減少晶體在洗 滌過程中的溶解損耗（若對溶解度小的物質(zhì)進行醇洗，則是為了洗去雜質(zhì)離子， 并使其盡快干燥） 蒸發(fā)時的氣 體氛圍抑制 水解 如從溶液中析出FeCb、AICI3、MgCh等溶質(zhì)時，應(yīng)在HC1的氣流中加熱，以 防其水解 蒸發(fā)濃縮、 冷卻結(jié)晶 如K2Cr2O7和少量NaCl的混合溶液，若將混合溶液加熱蒸發(fā)后再降溫，則析 出的固體主要是K2Cr2O7,母液中是NaCl和少量K2Cr2O7,這樣就可分離出大 部分K2Cr2O7;同樣原理可除去KNO3中的少量NaCl 蒸發(fā)結(jié)晶、 趁熱過濾 如NaCl和少量K2Cr2O7

14、的混合溶液，若將混合溶液蒸發(fā)一段時間，析出的固 體主要是NaCl,母液中是K2Cr2O7和少量NaCl；同樣原理可除去NaCl中的 少量KNO3 例3、（2020.江蘇卷）實驗室由煉鋼污泥（簡稱鐵泥，主要成份為鐵的氧化物）制備軟磁性材料a-Fe2O3o 其主要實驗流程如下: 鐵泥 ,酸浸 ,沉鐵 （1）酸浸：用一定濃度的H2SO4溶液浸取鐵泥中的鐵元素。若其他條件不變，實驗中采取下列措施能提高 鐵元素浸出率的有 (填序號)。 A. 適當(dāng)升高酸浸溫度 B. 適當(dāng)加快攪拌速度 C. 適當(dāng)縮短酸浸時間 (2) 還原：向“酸浸”后的濾液中加入過量鐵粉，

15、使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe2+?！斑€原”過程中除生成Fe?+外，還會 生成 (填化學(xué)式)；檢驗Fe3+是否還原完全的實驗操作是 o (3) 除雜：向“還原”后的濾液中加入NH4F溶液，使Ca2+轉(zhuǎn)化為CaF2沉淀除去。若溶液的pH偏低、將會 導(dǎo)致 CaF2沉淀不完全，其原因是 [ Kp(C迎)=5.3x10-9, /^a(HF)=6.3xl0^]o (4) 沉鐵：將提純后的FeSO4溶液與氨水-NH4HCO3混合溶液反應(yīng)，生成FeCCh沉淀。 ① 生成FeCCh沉淀的離子方程式為 o ② 設(shè)計以FeSCU溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液為原料，制備FeCO3的實驗方案： [Fe

16、CO3沉淀需“洗滌完全”，F(xiàn)e(OH)2開始沉淀的pH=6.5】。 【舉一反三】(2020?山東卷)用軟鎰礦(主要成分為MnCh,含少量Fe3O4> AI2O3)和BaS制備高純MnCO3 的工藝流程如下： 高純碳酸鈕 己知：MnO2是一種兩性氧化物；25°C時相關(guān)物質(zhì)的Kp見下表。 物質(zhì) Fe(OH)2 Fe(OH)3 A1(OH)3 Mn(OH)2 KSp 1X10*3 1x10-38'6 lxl(f32 3 1x10* 回答下列問題 (1) 軟鎬礦預(yù)先粉碎的目的是 , MnCh與BaS溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為 MnO的化學(xué)方程式為 o (2) 保

17、持BaS投料量不變，隨MnCh與BaS投料比增大，S的量達到最大值后無明顯變化，而Ba(OH)2的 量達到最大值后會減小，減小的原因是 o (3) 濾液I可循環(huán)使用，應(yīng)當(dāng)將其導(dǎo)入到 操作中(填操作單元的名稱)。 (4) 凈化時需先加入的試劑X為 (填化學(xué)式)。再使用氨水調(diào)溶液的pH,則pH的理論最小值為 (當(dāng)溶液中某離子濃度g, 1.。x 10京mol.L1時，可認為該離子沉淀完全)。 (5) 碳化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 o 【方法技巧】在解化工流程題無機物質(zhì)的制備，常與物質(zhì)分離與提純聯(lián)系在一起，制備的目標(biāo)物質(zhì)要容易 分離出來，物質(zhì)分離與提純有多種方法，總的說有物理方法和

18、化學(xué)方法兩大類：物理方法有過濾、蒸發(fā)、蒸 餡、分液、萃取、結(jié)晶、重結(jié)晶、滲析等；化學(xué)方法有沉淀法、熱分解法、電解法、氧化還原法等；要根據(jù)目 標(biāo)物質(zhì)的性質(zhì)和特點來選擇適宜的制備、分離方法。 【變式探究】［2019?新課標(biāo)III］高純硫酸鎰作為合成鐐鉆鎬三元正極材料的原料，工業(yè)上可由天然二氧化 鎰粉與硫化鎬礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備，工藝如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}: MnS礦. MnO?粉 H7SO4 MnO2 級水 Na2S MnF2 NH4HCO3 濾渣1 濾渣2 濾渣3 濾渣4 MnCO3 H2SO4 M11SO4 相關(guān)金屬離子［co(M

19、〃+)=O.l mobL-1］形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下: 金屬離子 Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ Zn2+ Ni2+ 開始沉淀的pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀完全的pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9  (1) “濾渣1”含有S和 ；寫出“溶浸”中二氧化鎰與硫化鎬反應(yīng)的化學(xué)方程式 (2) “氧化沖添加適量的MnO2的作用是 o (3) “調(diào)pH”除鐵和鋁，溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為 ?6之間。 (4) 邛余雜1”的目的是除去Zn2+和M+, “濾渣3

20、”的主要成分是 o (5) “除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2\若溶液酸度過高，Mg2+沉淀不完全，原因是 (6) 寫出“沉鎬”的離子方程式 o (7) 層狀鐐鉆鎬三元材料可作為鋰離子電池正極材料，其化學(xué)式為LiNLCo〉MnQ2，其中Ni、Co、Mn的 化合價分別為+2、+3、+4。當(dāng)尸y=l/3時，z= 。 提高原子 利用率 綠色化學(xué)（物質(zhì)的循環(huán)利用、廢物處理、原子利用率、能量的充分利用） 在空氣中或 在其他氣體 中進行的反 應(yīng)或操作 要考慮02、H2O、C02或其他氣體是否參與反應(yīng)；或能否達到隔絕空氣、防氧化、防 水解、防潮解等目的 控制溶 液的

21、pH ① 調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，使金屬離子形成氫氧化物沉淀析出（或抑制水解） ② “酸作用”還可除去氧化物（膜） ③ “堿作用”還可除去油污，除去鋁片氧化膜，溶解鋁、二氧化硅等 ④ 特定的氧化還原反應(yīng)需要的酸性條件（或堿性條件） 控制溫度 （常用水浴、 冰浴或油 ?。? ① 防止副反應(yīng)的發(fā)生 ② 使化學(xué)平衡移動；控制化學(xué)反應(yīng)的方向 ③ 控制固體的溶解與結(jié)晶 ④ 控制反應(yīng)速率；使催化劑達到最大活性 ⑤ 升溫：促進溶液中的氣體逸出，使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā) ⑥ 加熱煮沸：促進水解，聚沉后利于過濾分離 ⑦ 趁熱過濾：減少因降溫而析出的溶質(zhì)的量 ⑧ 降溫：防止物質(zhì)高溫分解或揮發(fā)；

22、降溫（或減壓）可以減少能源成本，降低對設(shè)備的 要求 洗滌晶體 ① 水洗：通常是為了除去晶體表面水溶性的雜質(zhì) ② 冰水洗滌：能洗去晶體表面的雜質(zhì)離子，且防止晶體在洗滌過程中的溶解損耗  ③ 用特定有機試劑清洗晶體：洗去晶體表面的雜質(zhì)，降低晶體的溶解度、有利于析 出，減少損耗等 ④ 洗滌沉淀的方法：往漏斗中加入蒸餡水至浸沒沉淀，待水自然流下后，重復(fù)以上操 高頻考點三物質(zhì)成分的確定 ① 濾渣、濾液成分的確定 要考慮樣品中原料和雜質(zhì)的成分在每一步驟中與每一種試劑反應(yīng)的情況： (i) 反應(yīng)過程中哪些物質(zhì)(離子)消失了？ (ii) 所加試劑是否過量或離子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，又產(chǎn)生了

23、哪些新離子？要考慮這些離子間是否會發(fā)生反應(yīng)? ② 循環(huán)物質(zhì)的確定 在流程圖上標(biāo)注 后面反應(yīng)步驟的生成物 前面反應(yīng)步驟的反應(yīng)物 從流程圖上看:箭頭回頭， 循環(huán) 物質(zhì) 確定 每一步物質(zhì) 在流程中加入的物質(zhì), 在后續(xù)步驟中會產(chǎn)生 容易分離 可以循環(huán)利用的物質(zhì) (濾渣、濾液) 可逆反應(yīng)中有可以 循環(huán)利用的物質(zhì) ③ 副產(chǎn)品的判斷 首先是生成物, 不是反應(yīng)物 根據(jù)制備的目的 判斷不是主產(chǎn)品 副產(chǎn)品 判斷 從流程圖上看: 是支線產(chǎn)品 常是對人類生產(chǎn)生 活有用的、無毒的、 不污染環(huán)境的產(chǎn)品 高頻考點四分離與提純操

24、作 ①物質(zhì)分離、提純的六種物理方法 把不溶性的固體與液體進行分離的操作方 些一法，如除去粗鹽水中的不溶固體 把可溶性固體混合物通過溶解度的不同而 結(jié)晶|一將物質(zhì)進行分離提純的方法，如KN03和 NaCl的分離 蒸餛—用于分離沸點相差較大的液體混合物，如 分餛一酒精和水的分離 利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑中溶解度不 豪麗—同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑 笠刃一組成的溶液中提取出來，如用CC14從碘水 中萃取碘 分離兩種互不相溶的液體，分液時先把下 分液|一層液體從下口流出,再把上層液體從上口 倒出 升華|一|用于分離固體混合物中某一易升華的組分 ②分離提純語

25、言描述規(guī)范答題 (i )溶液結(jié)晶答題規(guī)范 從溶液中得到帶結(jié)晶水的晶體的規(guī)范是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。 (ii)除雜答題規(guī)范 在書寫某一步驟是為了除雜時，應(yīng)該規(guī)范回答，“是為了除去XX雜質(zhì)?！俺s”等一類萬能式的回答是不能 得分的。 高頻考點五化學(xué)計算 ①計算公式 (i)物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)(或純度)膘Xi。。％ 產(chǎn)品實際產(chǎn)量 1nnn/ (11)片口口產(chǎn)率=產(chǎn)品理論產(chǎn)量x100 R 任心mu方 參加反應(yīng)的原料量 , (in)物質(zhì)的旺化率—加入原料的總量'I。。人 ②計算方法——關(guān)系式法 在多步反應(yīng)中，若第一步反應(yīng)的產(chǎn)物是下一步反應(yīng)的反應(yīng)物，可以根據(jù)化學(xué)方程式

26、將某中間物質(zhì)作為“中 介”，找出已知物質(zhì)和所求物質(zhì)之間量的關(guān)系，也可通過守恒關(guān)系直接確定原料與所給數(shù)據(jù)物質(zhì)之間的關(guān)系。 【題型突破】 題型一化學(xué)工藝流程與物質(zhì)制備 物質(zhì)制備類化工流程題常以某種物質(zhì)(目標(biāo)產(chǎn)物)的制備為基礎(chǔ)，涉及原料的預(yù)處理、物質(zhì)的制備原理、產(chǎn)品 的分離及提純等具體步驟，兼顧考查元素及其化合物、化學(xué)基本概念和基本理論、化學(xué)實驗等知識。 (1) 海水提漠 (2)海水提碘：海帶中碘的提取 (3)海水提鎂 (4)海水提鹽與氯堿工業(yè)、鈉的制備 (5)從鋁土礦中獲得鋁 流程I ： 鋁土礦①過量鹽酸 (Fe2()3、 SiO2) 過濾 Al Si

27、O2 Fe(OH)3 流程II : AICI3、Fed,、 HC1溶液 ②過量NaOH溶液 NaHCO：,、NaCl溶液 電解 A1(OH)3 NaAlO2 NaCl NaOH溶液 停通入過量CO? 過濾 鋁土礦 a.過量 NaOH溶液 —? 「。2。3 b.過量鹽酸 ―? H2SiO3 過濾 NaAQ、Na2SiO.^ AlCh SiO2) NaOH?容液 過濾 ―? NaCl HC1溶液 NHQ、NaCl溶液 ，電解 e q 'd Al AI2O

28、3 A1(OH)3 (6)工業(yè)上制高純硅 石英砂 a.焦棗 高溫) b.Cl2 (7)硫酸的工業(yè)生產(chǎn) Sr ()9 c.過量氨水 過濾 四氯化硅 接觸室 (SO3生成) c.H2 純硅 吸收塔(HiSOi的生成) N2、H』 熱空氣 I空氣水I . . I , —」" ,

29、,l I基合成塔I f I氛皺化爐I f —> 例1. (2020?新課標(biāo)I )鈕具有廣泛用途。黏土鑰礦中，鑰以+3、+4、+5價的化合物存在，還包括鉀、鎂 的鋁硅酸鹽，以及SiO2、Fe3O4o采用以下工藝流程可由黏土銅礦制備NH4VO3o 30%H2SO4 島一 |酸浸氧花 MnO2濾渣① 漁業(yè)中和沉淀 NaOH jpH = 3.0 ?3. 1 濾餅②J沉淀轉(zhuǎn)溶 濾液② NaOH pH > 13 濾渣③ 濾液③ > NH4C1 HC1 |pH = 8.5 調(diào)pH 濾液④〉沉鈕->nh4vo3 濾渣④ 濾液⑤ 該工藝條件下，溶

30、液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示: 金屬離子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+ 開始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1 完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1 回答下列問題： (1廣酸浸氧化''需要加熱，其原因是 o (2廣酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成VO；,同時還有 離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化為VO； 反應(yīng)的離子方程式 o (3) “中和沉淀”中，鑰水解并沉淀為V2O5 - xH2O ,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2\ Na+、 ，以及部分的 o (4) “沉淀轉(zhuǎn)溶”中，V2O5 ? xH2O轉(zhuǎn)

31、化為機酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是 。 (5) “調(diào)pH”中有沉淀生產(chǎn)，生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是 o (6) “沉鑰”中析出NH4VO3晶體時，需要加入過量NH4C1,其原因是 o 【方法技巧】無機工業(yè)流程題能夠以真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題為指導(dǎo)思想，為近 年來高考的必考題型。該類試題的解題思路為：明確整個流程及每一部分的目的一仔細分析每步反應(yīng)發(fā)生的條 件以及得到的產(chǎn)物的物理或化學(xué)性質(zhì)一結(jié)合基礎(chǔ)理論與實際問題思考-注意答題的模式與要點。基本方法和步 驟為：(1)從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。(2)然后整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提 純、

32、分離等階段。(3)分析流程中的每一步驟，從以下幾個方面了解流程：①反應(yīng)物是什么；②發(fā)生了什么反應(yīng)； ③該反應(yīng)造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用。 【變式探究】［2019-新課標(biāo)I］硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工 藝。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5 H2O> SiO2及少量Fe2O3> AI2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程 如下： (NH4)2SO4溶液 濾渣1 I _i_ 調(diào)pH=3.5 硼鎂礦粉—H詞浸過濾 -I過濾2|_? H3BO3 I J 調(diào)pH=6.5 氣體 —|吸收 Mg(OH). . MgCO? —

33、輕質(zhì)氧化鎂 ? ? NH4HCO3溶液 母液 回答下列問題： (1) 在95 °C“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 o (2) “濾渣1”的主要成分有 o為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子,可選用的化學(xué)試 劑是 O (3) 根據(jù) H3BO3 的解離反應(yīng)：H3BO3+H2O==H++B(OH)-4, Ka=5.81xl0T。，可判斷 H3BO3 是 酸； 在“過濾2”前，將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是 。 (4) 在“沉鎂”中生成Mg(OH)2MgCO3沉淀的離子方程式為 ，母液經(jīng)加熱后可返回 工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的

34、方法是 。 題型二化學(xué)工藝流程與反應(yīng)原理 化工生產(chǎn)過程中的主要生產(chǎn)階段涉及多種化學(xué)反應(yīng)原理，試題中根據(jù)生產(chǎn)流程中的有關(guān)化學(xué)知識步步設(shè)問, 只要明確實驗?zāi)康?，理解裝置的作用以及工藝流程的原理，吸收題目新信息并能加以靈活運用。 1.溫度、濃度、壓強的控制 術(shù)語 功能 溫度的 控制 升溫 ①加快反應(yīng)速率或溶解速率；②促進平衡向吸熱方向移動；③除雜，除去熱 不穩(wěn)定的雜質(zhì)，如NaHCCh、Ca（HCO3）2> KMnCU、以、NH4CI等物質(zhì)。④ 使沸點相對較低的原料氣化 降溫 ①防止某物質(zhì)在周溫時會溶解（或分解）；②使化學(xué)平衡向著題目要求的方 向移動（放熱方向）；③使某

35、個沸點較高的產(chǎn)物液化，使其與其他物質(zhì)分離;④ 降低晶體的溶解度，減少損失. 控溫 （用水 浴或油 浴控 溫） ①防止某種物質(zhì)溫度過高時會分解或揮發(fā)；②為了使某物質(zhì)達到沸點揮發(fā)出 來；③使催化劑的活性「達到最好；④防止副反應(yīng)的發(fā)生；⑤降溫或減壓可以 減少能源成本，降低對設(shè)備的要求，達到綠色化學(xué)的要求；⑥如果題目中出現(xiàn) 了包括產(chǎn)物在內(nèi)的各種物質(zhì)的溶解度信息，則要根據(jù)它們的溶解度隨溫度升 高面改變的情況，尋找合適的結(jié)晶分離方法（蒸發(fā)結(jié)晶或濃縮結(jié)晶）。 濃度、 壓強的 控制 增大反 應(yīng)物濃 度、 加壓 ① 可加快反應(yīng)速率。對氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，加壓使平衡向生成物方向移 動。但壓強太大，動力消耗更多，設(shè)備要求更高，成本增加，故必須綜合考慮； ② 加壓一般是提高氣體反應(yīng)物濃度措施，在氣體和固體、液體反應(yīng)的體系中 并不適宜；③生產(chǎn)中常使廉價易得的原料適當(dāng)過量，以提高另一原料的利用 率。 減壓. 蒸餡 減小壓強，降低液體的沸點，防止（如濃HNO3、NH3.H2。、H2O2> NH4HCO3 等）物質(zhì)分解；